Bor Nitrür = BN
CAS Numarası: 10043-11-5
EC Numarası: 233-136-6
Kimyasal formül: BN
Molar kütle: 24.82 g/mol
Bor nitrür, BN kimyasal formülüne sahip, termal ve kimyasal olarak dirençli bir bor ve nitrojen refrakter bileşiğidir.
Bor Nitrür, benzer şekilde yapılandırılmış bir karbon kafesine izoelektronik olan çeşitli kristal formlarda bulunur.
Grafite karşılık gelen altıgen form, BN polimorfları arasında en kararlı ve yumuşak olanıdır ve bu nedenle kozmetik ürünlerde yağlayıcı ve katkı maddesi olarak kullanılır.
Elmasa benzeyen kübik (çinkoblend aka sfalerit yapı) çeşidine c-BN denir; Bor Nitrür, elmastan daha yumuşaktır, ancak Boron Nitrides'in termal ve kimyasal kararlılığı daha üstündür.
Mükemmel termal ve kimyasal stabilite nedeniyle, bor nitrür seramikleri yüksek sıcaklık ekipmanlarında ve metal dökümde kullanılır.
Bor nitrür nanoteknolojide potansiyel kullanıma sahiptir.
Bor nitrürün (BN) ampirik formülü aldatıcıdır.
BN, karbon monoksit (CO) ve hidrojen klorür (HCl) gibi diğer iki atomlu moleküllere hiç benzemez.
Aksine, Bor Nitrür, monoatomik C olarak temsili de yanıltıcı olan karbonla çok ortak noktaya sahiptir.
BN, karbon gibi, birden fazla yapısal forma sahiptir.
BN'nin en kararlı yapısı olan hBN (gösterilmiştir), grafit ile izoelektroniktir ve benzer yumuşaklık ve yağlayıcı özellikleri ile aynı altıgen yapıya sahiptir.
hBN, nanotüplere dönüştürülebilen grafen benzeri tabakalarda da üretilebilir.
Buna karşılık, kübik BN (cBN) elmaslı izoelektroniktir.
Bor Nitrür o kadar sert değildir, ancak Bor Nitrür termal ve kimyasal olarak daha kararlıdır.
Bor Nitrür de yapmak çok daha kolaydır.
Bor Nitrür, elmastan farklı olarak, yüksek sıcaklıklarda metallerde çözünmez, bu da Bor Nitrürü kullanışlı bir aşındırıcı ve oksidasyona dayanıklı metal kaplama haline getirir.
Doğal olarak oluşan bir tortu bildirilmiş olmasına rağmen, BN esas olarak sentetik bir malzemedir.
20. yüzyılın başlarına kadar saf BN tarihi yapma girişimleri, ancak ticari olarak kabul edilebilir formlar sadece son 70 yılda üretildi.
Günümüzde borik trioksit (B2O3) veya H3BO3 ile başlayan ve nitrojen kaynağı olarak amonyak veya üre kullanan benzer yöntemler kullanılmaktadır.
Tüm sentetik yöntemler, sentezde kullanılandan daha yüksek sıcaklıklarda ısıtılarak saflaştırılan ve hBN'ye dönüştürülen biraz saf olmayan bir aBN üretir.
Benzer şekilde, sentetik elmasın hazırlanmasına benzer şekilde, hBN, yüksek basınç ve sıcaklık altında cBN'ye dönüştürülür.
Bor nitrür (BN), eşit bor ve azot atomları bileşimine sahip, izoelektronik ve karbona izoyapısal olan kimyasal bir bileşiktir.
Kübik bor nitrür (cBN), elmastan sonra bilinen en sert ikinci malzemedir.
Bor Nitrürlerin aşındırıcı özellikleri, kesme ve taşlama işlemlerindeki takımlar için son derece önemlidir.
Yüksek basınç/yüksek sıcaklık (HP/HT) işleminde, oldukça yumuşak bor nitrür (BN), Bor Nitrürün elmas yapısına benzediği kübik kristal sistemine dönüştürülür.
Dönüşümden sonra, Boron Nitrides sertliği yaklaşık 70 GPa veya 3000 HV'ye ve 2000 °C'ye kadar termal stabiliteye ulaşır.
Ayrıca, cBN kimyasal olarak inerttir ve sıcaklıklar 1200 °C'yi geçmedikçe oksitlenmez.
Şu anda, bor nitrür bazlı en çok kullanılan kesme malzemeleri, yüksek cBN içeren ve düşük cBN içeren kalitelere göre sınıflandırılabilir.
Yüksek cBN içeren kaliteler, metalik W-Co bağlayıcı fazda veya seramik titanyum veya alüminyum bazlı bağlayıcı fazda %80 ila 90 cBN'den oluşur.
Düşük cBN içeren kaliteler %45 ila 65 cBN ve titanyum karbür veya titanyum nitrür bazlı seramik bağlayıcı fazdan oluşur.
cBN içeren takımlar, sertliği 55 HRC ile 68 HRC arasında değişen sertleştirilmiş çelik, sinterlenmiş metaller ve kobalt esaslı süper alaşımlar gibi çeşitli malzemelerin işlenmesi için tercih edilmektedir.
Elmasla karşılaştırıldığında, cBN'nin demir veya kobalta karşı önemli ölçüde daha düşük bir kimyasal afinitesi vardır.
Bu nedenle Bor Nitrür, bu elementlerden oluşan malzemeleri işlerken daha yüksek aşınma direnci gösterir.
Bor nitrür, (kimyasal formül BN), bor ve nitrojenin sentetik olarak üretilen kristalli bileşiği, özellikle elektrik yalıtkanları ve kesici aletlerde sınırlı ancak önemli bir endüstriyel seramik malzemedir.
Bor Nitrür, altıgen Bor Nitrür (H-BN) ve kübik Bor Nitrür (C-BN) olmak üzere iki kristalografik formda yapılır.
H-BN, borik oksidin (B2O3) amonyak (NH3) ile ısıtılması dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle hazırlanır.
Bor Nitrür, moleküler düzeyde, birbirinin üzerinden kolayca kayan altıgen halka tabakalarından oluşan yassı bir tozdur.
Bu yapı, karbon mineral grafitininkine benzer (şekle bakınız), H-BN'yi yumuşak, kaygan bir malzeme yapar; Grafitten farklı olarak, H-BN, Bor Nitrürler için düşük elektrik iletkenliği ve yüksek termal iletkenlik için not edilir.
H-BN sıklıkla kalıplanır ve daha sonra elektrik yalıtkanları ve eritme potaları gibi şekillerde sıcak preslenir.
Bor Nitrür ayrıca metalurjik, seramik veya polimer işleme makineleri için sıcaklığa dayanıklı bir kaplama olarak sıvı bir bağlayıcı ile uygulanabilir.
C-BN çoğunlukla H-BN'yi aşırı yüksek basınca (altı ila dokuz gigapaskal) ve sıcaklığa (1.500° ila 2.000°C veya 2.730° ila 3.630°F) maruz bırakarak küçük kristaller biçiminde yapılır.
Bor Nitrür, sertlikte elmastan sonra ikinci sıradadır (Mohs sertlik ölçeğinde maksimum 10'a yaklaşır) ve sentetik elmas gibi, genellikle sert çeliklerin işlenmesi için metalik veya metalik-seramik kesici takımlara bağlanır.
Bor Nitrürlerin yüksek oksidasyon sıcaklığı nedeniyle (1,900°C veya 3450°F'nin üzerinde), Bor Nitrür elmastan (800°C veya 1.4755°F'nin üzerinde oksitlenir) çok daha yüksek bir çalışma sıcaklığına sahiptir.
Bor nitrür (BN, 19. yüzyılın başlarında keşfedilmesine rağmen, 20. yüzyılın ikinci yarısına kadar ticari bir malzeme olarak geliştirilmeyen sentetik bir malzemedir.
Bor ve azot, periyodik tablodaki karbonun komşularıdır - bor ve azot kombinasyonunda aynı sayıda dış kabuk elektronuna sahiptir - bor ve azotun atom yarıçapları karbonunkine benzer.
Bor Nitrür, bu nedenle bor nitrür ve karbonun kristal yapılarında benzerlik göstermesi şaşırtıcı değildir.
Karbonun grafit ve elmas olarak var olması gibi bor nitrür de altıgen ve kübik formlarda sentezlenebilir.
Altıgen bor nitrür tozunun sentezi, borik oksidin yüksek sıcaklıkta nitrürlenmesi veya amonalize edilmesiyle elde edilir.
Kübik bor nitrür, altıgen BN'nin yüksek basınç, yüksek sıcaklıkta işlenmesiyle oluşturulur.
Altıgen bor nitrür (h-BN) grafitin yapısındaki eşdeğerdir.
Grafit gibi Bor Nitrürler plaka benzeri mikro yapı ve katmanlı kafes yapısı, Bor Nitrür'e iyi yağlama özellikleri verir.
h-BN, sinterlemeye karşı dirençlidir ve genellikle sıcak presleme ile oluşturulur.
Kübik bor nitrür (C-BN) elmasla aynı yapıya sahiptir ve Bor Nitrür özellikleri elmasın özelliklerini yansıtır.
Gerçekten de C-BN, elmastan sonraki en sert ikinci malzemedir.
C-BN ilk olarak 1957'de sentezlendi, ancak Bor Nitrür sadece son 15 yılda C-BN'nin ticari üretimi gelişti.
Bor nitrür, yüksek elektrik direncine sahip, toksik olmayan bir termal ve kimyasal refrakter bileşiktir ve en yaygın olarak renksiz kristal veya beyaz toz formunda bulunur.
Bor Nitrür, gelişmiş bir seramik malzemedir ve genellikle "beyaz grafen" veya "inorganik grafit" olarak adlandırılır.
Bor nitrür (BN), eşit sayıda bor ve nitrojen atomundan oluşan ikili bir kimyasal bileşiktir.
Boron Nitrides ampirik formülü bu nedenle BN'dir.
Bor nitrür, karbon ile izoelektroniktir ve karbon gibi bor nitrürler, biri elmasa ve diğeri grafite benzeyen çeşitli polimorfik formlarda bulunur.
Elmas benzeri polimorf bilinen en sert malzemelerden biridir ve grafit benzeri polimorf faydalı bir yağlayıcıdır.
Bor Nitrür (BN), farklı form ve özellikler gösterebilen popüler bir inorganik bileşiktir.
Diğer birçok inorganik bileşik gibi BN de kimya dünyasında önemli bir yer bulmuştur.
Bununla birlikte, BN'nin potansiyeli, bor ve demir oksitleri, klorürler veya amonyak gibi diğer inorganik bileşiklere kıyasla tarihte daha sonra keşfedildi.
Bu gecikme, BN'nin doğada bulunmamasına ve laboratuvar ortamında fiilen elde edilmesine bağlanabilir.
BN ilk olarak 18. yüzyılın başında üretildi.
Ancak Bor Nitrürlerin ticari kullanımı 1940'lara kadar başlamadı.
O zamandan beri Bor Nitrür, farklı endüstrilerde yaygın olarak üretilmekte ve kullanılmaktadır.
Bor nitrür, dünyaca ünlü element karbon ile elektronik olarak karşılaştırılabilirliği nedeniyle dikkat çekiyor.
Karbon gibi, BN de komşu atomlar arasında aynı sayıda elektronu paylaşır.
Ayrıca BN, karbona benzer yapısal özellikler alır.
BN'nin farklı fazları ile karbon bazlı malzemelerin fazları arasında şaşırtıcı bir denklik gözlemlenmiştir.
BN ürünleri amorf (a-BN), altıgen (h-BN), turbostratik (t-BN), eşkenar dörtgen (r-BN), monoklinik (m-BN), ortorombik (o-BN) olmak üzere birçok farklı fazda bulunabilir, wurtzite (w-BN) ve kübik (c-BN) fazlar.
BN altıgen bor nitrür (h-BN) ve kübik bor nitrürün (c-BN) farklı polimorfik formları arasında, kararlılıkları, karbon bazlı malzemelerin farklı fazlarına benzerlikleri ve istenen özellikleri nedeniyle en çok dikkat çekenler.
Altıgen bor nitrür genellikle grafit benzeri karbon bazlı malzemelerle ilişkilendirilirken c-BN genellikle elmas benzeri karbon yapısıyla ilişkilendirilir.
C-BN'nin ilk örnekleri 1957 yılında altıgen bor nitrürden katalizör eşliğinde yüksek basınç ve yüksek sıcaklık prosesi kullanılarak üretilmiştir.
Bu keşiften sonra c-BN üretimi için çok daha sofistike üretim yöntemleri geliştirilmiştir.
Ancak, c-BN'nin ticari olarak bulunabilirliği 1969'a kadar elde edilemedi.
O zamandan beri, kübik bor nitrürün istenen özellikleri birkaç farklı endüstride kullanılmıştır.
Bor nitrür (BN), eşit sayıda bor ve nitrojen atomundan oluşan ikili bir kimyasal bileşiktir.
Ampirik formül bu nedenle BN'dir.
Bor nitrür, karbonun temel formlarına karşı izoelektroniktir ve iki tür arasında izomorfizm meydana gelir.
Yani bor nitrür üç polimorfik forma sahiptir; biri elmasa, biri grafite ve diğeri fullerene benzer.
Bor nitrürün elmas benzeri allotropu bilinen en sert malzemelerden biridir ancak elmas, ultra sert fullerit ve kümelenmiş elmas nanoçubuklar gibi malzemelerden daha yumuşaktır.
Altıgen bor nitrür nano tabaka (BNNS), yüksek kimyasal kararlılık ve mükemmel mekanik ve termal özellikler gibi birçok ilginç özellik sergileyen atomik kalınlıkta 2B bir malzemedir.
Birinci Bölüm'de yazarlar, BNNS'nin altıgen bor nitrürden (hBN) pul pul dökülmesi için iki yöntem sunar.
Daha sonra, yüzey işlevselleştirme ve nanokompozit yapımı için metodolojiler, iki BNNS tabanlı nanokompozit tarafından gösterilmektedir.
BNNS tabanlı nanokompozitlerin katalitik performansı da değerlendirilmiş ve detaylı olarak tartışılmıştır.
İkinci bölüm, haddelenmiş altıgen bor nitrür nano-levhalarının (h-BN nanoscrolls) oluşumunu benzersiz morfolojileri, manyetik özellikleri ve uygulamaları üzerinde değerlendirir.
Yüksek kimyasal ve termal stabilitelerin yanı sıra sarkan bağlar içermeyen atomik olarak pürüzsüz yüzeyler nedeniyle hBN, 2D malzemelerin elektriksel ve optik karakterizasyonunu en üst düzeye çıkarmak için 2D elektronik cihazlarda bariyer, pasivasyon ve destek katmanları olarak kullanılmıştır.
Ancak, gerçek 2D elektronik cihazlar için geniş alanlı ve yüksek kaliteli hBN film elde etmede hala bir zorluk var.
Bu sınırlamaların üstesinden gelmek için umut verici bir yöntem olan kimyasal buhar biriktirme (CVD) üzerine odaklanmaktadır.
Dördüncü Bölüm, bor katkılı bir koltuk grafen şeridinin döngüsel voltametri ile platinin yerini alacak potansiyel bir katalizör olduğunun nasıl gösterildiğini tartışıyor, ancak katalize edilen reaksiyon tanımlanmadı.
Yazarlar, katalize edilen reaksiyonun muhtemelen HO2'nin ayrışması olduğunu göstermek için yoğunluk fonksiyonel hesaplamalarını kullanırlar.
Radyasyon korumalı havacılık ve uzay yapısal malzemelerine bor nitrür nanoparçacıklarını (BNNP'ler) dahil etmek için yeni ve endüstriyel olarak uygulanabilir bir yolu ortaya koymaktadır.
Bor nitrür nanotüp (BNNT) ile güçlendirilmiş biyopolyester matrislerinin hazırlanması ve karakterizasyonu ile ilgilidir.
Elde edilen nanokompozitlerin morfolojisi, hidrofilikliği, biyobozunabilirliği, sitotoksisitesi, termal, mekanik, tribolojik ve antibakteriyel özellikleri detaylı olarak tartışılmıştır.
Yedinci Bölüm, tek duvarlı karbon nanotüpler (SWCNT'ler) ile benzer bir kristal yapıya sahip olan tek duvarlı bor nitrür nanotüplerin (SWBNNT'ler) sıkıştırıcı burkulma tepkisine ilişkin teorik tahminleri sunar.
3He'nin bir kısmının hareketsiz Ne atomları ile değiştirildiği katı filmleri inceleyerek farklı değişim mekanizmalarının nasıl ayırt edilebileceğini ve ölçülebileceğini gösterir.
Bor Nitrür, katı ve toz formda bulunan gelişmiş bir sentetik seramik malzemedir.
Bor Nitrürlerin benzersiz özellikleri - yüksek ısı kapasitesi ve olağanüstü termal iletkenlikten kolay işlenebilirlik, kayganlık, düşük dielektrik sabiti ve üstün dielektrik mukavemete kadar - bor nitrürü gerçekten olağanüstü bir malzeme haline getirir.
Bor Nitrürlerin katı formunda, Bor Nitrür genellikle "beyaz grafit" olarak anılır çünkü Bor Nitrür, grafite benzer bir mikro yapıya sahiptir.
Bununla birlikte, grafitten farklı olarak bor nitrür, daha yüksek oksidasyon sıcaklığına sahip mükemmel bir elektrik yalıtkanıdır.
Bor Nitrür, yüksek termal iletkenlik ve iyi termal şok direnci sunar ve hemen hemen her şekilde yakın toleranslara kolayca işlenebilir.
Bor Nitrür talaşlı imalattan sonra ilave ısıl işlem veya fırınlama işlemleri yapılmadan kullanıma hazır hale gelir.
Bor Nitrür, ışık yayıcı ve doku iyileştirici özelliklere sahip grafit benzeri, kristal bir malzemedir.
Bor Nitrür, kusurları ortadan kaldırabildiği, ürünlere olağanüstü kremsi bir his katabildiği ve matlaştırıcı bir madde olarak işlev görebildiği için, Bor Nitrür oldukça çok görevlidir.
Toz makyaj ürünlerinde (allık, aydınlatıcı düşünün), Bor Nitrür cilt hissini iyileştirir ve renk kazanımını iyileştirir.
Bor Nitrür rujlarda kremsi bir his ve dudaklarda daha iyi bir renk verir.
Bor Nitrür İlk Yardım Önlemleri:
Genel Önlemler: Hastayı maruziyet alanından uzaklaştırın.
Soluma: Temiz havaya çıkarın, sıcak ve sessiz tutun, solunum güçlüğü çekiyorsa oksijen verin.
Tıbbi yardım alın.
Yutma: Ağzı suyla çalkalayın.
Kusmaya neden olmayın.
Tıbbi yardım alın.
Bilinci yerinde olmayan bir kişiye asla kusturmaya çalışmayın veya ağızdan bir şey vermeyin.
Cilt: Kirlenmiş giysileri çıkarın, deriyi fırçalayın, etkilenen bölgeyi sabun ve suyla yıkayın.
Tahriş gelişirse veya devam ederse tıbbi yardım alın.
Gözler: Üst ve alt göz kapaklarının altı da dahil olmak üzere, gözleri ılık suyla en az 15 dakika yıkayın.
Tahriş gelişirse veya devam ederse tıbbi yardım alın.
En Önemli Belirtiler/Etkiler, Akut ve Gecikmeli:
Tahrişe neden olabilir.
Daha fazla bilgi için 11. bölüme bakın.
Acil Tıbbi Müdahale ve Özel Tedavi Göstergesi:
Başka ilgili bilgi mevcut değil.
Bor Nitrür Yangın Söndürme Önlemleri:
Söndürme Ortamı: Çevredeki malzemeler ve yangın türü için uygun söndürme maddesi kullanın.
Uygun Olmayan Söndürme Aracı: Bilgi bulunmamaktadır.
Malzemeden Kaynaklanan Özel Tehlikeler: Yangın çıkması halinde zehirli dumanlar açığa çıkarabilir.
İtfaiyeciler için Özel Koruyucu Ekipman ve Önlemler: Tam yüz, bağımsız solunum cihazı ve tam koruyucu giysi giyin.
Bor Nitrürün Kaza Sonucu Yayılım Önlemleri:
Kişisel Önlemler, Koruyucu Ekipman ve Acil Durum Prosedürleri: Belirtilen uygun solunum ve koruyucu ekipmanı giyin.
Dökülen alanı izole edin ve havalandırma sağlayın.
Toz veya dumanı solumaktan kaçının.
Cilt ve gözlerle temasından kaçının.
Muhafaza Etme ve Temizleme İçin Yöntemler ve Malzemeler: Toz oluşturmaktan kaçının.
Yüksek verimli partikül hava (HEPA) filtreleme sistemi ile donatılmış bir vakum sistemi kullanarak döküntüyü toplayın veya vakumlayın ve daha fazla işleme ve imha için uygun şekilde etiketlenmiş kapalı bir kaba koyun.
Çevresel Önlemler: Kanalizasyona girmesine veya çevreye bırakılmasına izin vermeyin.
Bor Nitrür Elleçlenmesi ve Depolanması:
Güvenli Kullanım için Önlemler: Toz oluşturmaktan kaçının.
Toz oluşması durumunda yeterli havalandırma sağlayın.
Toz veya dumanları solumaktan kaçının.
Cilt ve gözlerle temasından kaçının.
Yemek yemeden veya sigara içmeden önce iyice yıkayın.
Güvenli Saklama Koşulları: Serin ve kuru bir yerde saklayın.
Malzemeyi sıkıca kapatılmış şekilde uygun şekilde etiketlenmiş kaplarda saklayın.
Oksitleyicilerle birlikte saklamayın.
Bor Nitrürün Maruz Kalma Kontrolleri ve Kişisel Korunması:
Mühendislik Kontrolleri: Maruz kalmaları mesleki sınırların altında tutmak için yeterli havalandırma sağlayın.
Mümkün olduğunda, yerel egzoz havalandırmasının veya diğer mühendislik kontrollerinin kullanılması, belirlenmiş mesleki maruz kalma sınırlarını karşılamak için havadaki toz ve dumana maruziyeti kontrol etmek için tercih edilen yöntemdir.
İyi temizlik ve sanitasyon uygulamalarını kullanın.
Çalışma alanında tütün veya yiyecek kullanmayın.
Yemek yemeden veya sigara içmeden önce iyice yıkayın.
Giysilerdeki veya ciltteki tozu basınçlı havayla üflemeyin.
Kişisel Koruyucu Donanımlar gibi Bireysel Koruma Tedbirleri:
Solunum Koruması: Yüksek konsantrasyonlar mevcut olduğunda uygun solunum cihazı kullanın.
Gözlerin Korunması: Güvenlik gözlükleri
Cildin Korunması: Geçirimsiz eldivenler, gerektiğinde koruyucu iş kıyafetleri.
Bor Nitrürün Malzeme Avantajları:
Katı şekiller oluşturmak için hBN tozları ve bağlayıcılar, 2000 psi'ye kadar basınçlarda ve 2000°C'ye kadar sıcaklıklarda 490 mm x 490 mm x 410 mm'ye kadar kütüklerde sıcak preslenir.
Bu işlem, yoğun ve kolay işlenen ve kullanıma hazır bir malzeme oluşturur.
Bor Nitrür, işlenebilen hemen hemen her özel şekilde mevcuttur ve Bor Nitrürü çok çeşitli endüstriyel uygulamalarda zorlu sorunları çözmek için değerli kılan benzersiz özelliklere ve fiziksel özelliklere sahiptir.
Mükemmel termal şok direnci
Yüksek elektrik direnci – aerosoller, boyalar ve ZSBN hariç
Düşük yoğunluklu
Yüksek ısı iletkenliği
Anizotropik (termal iletkenlik presleme yönüne göre farklı düzlemlerde farklıdır)
Korozyona dayanıklı
İyi kimyasal eylemsizlik
Yüksek sıcaklık malzemesi
Islanmaz
Yüksek dielektrik bozulma mukavemeti, >40 KV/mm
Düşük dielektrik sabiti, k=4
Mükemmel işlenebilirlik
Bor Nitrürün Kompozitlerde Önemi ve Uygulamaları
Bor nitrür (BN), a-BN, h-BN, t-BN, r-BN, m-BN, o-BN, w-BN ve c-BN fazları gibi çeşitli polimorfik formlarda bulunur.
Bunlar arasında c-BN ve h-BN, kompozitlerde geliştirilmiş malzeme özellikleri sağlamak için kullanılan en yaygın seramik tozlarıdır.
Kübik bor nitrür (c-BN), diğer seramiklere göre sertlik, mukavemet gibi olağanüstü özelliklere sahiptir, bu nedenle en yaygın olarak aşındırıcı olarak ve kesici takım uygulamalarında kullanılır.
c-BN, elmastan sonra ikinci en yüksek termal iletkenliğe ve nispeten düşük dielektrik sabitine sahiptir.
Bu nedenle, AMC'lerde, ısı alıcılardaki kanatçıklar için geleneksel olarak kullanılan bakire AA 6061'den daha kanıtlanmış ikame kompozitlere yönelik öncü ön araştırmalar.
Ayrıca, çok kristalli c-BN (PCBN) takımları, eşsiz mekanik özellikleri nedeniyle çeşitli işleme görevleri için en uygundur.
h-BN ayrıca, yüksek sıcaklık uygulamaları ve aşırı sıcaklık ve sıkıştırma koşullarında sp 3 bağlama için polimer kompozitlerin kullanıldığı Bor Nitrürlerin kendine özgü uygulamalarını da bulur.
Bor Nitrürün 2D Malzemelerinin Yapısı ve Kimyası:
BNNS'ler ayrıca çözelti işleme olarak bilinen sıvı fazda eksfoliye edilebilir.
Sıvı eksfoliasyon, herhangi bir yüzey aktif madde veya organik molekül kullanılmadan suda da gerçekleştirilebilir.
İstenilen özelliklere sahip BNNS'lerin eksfoliye edilmesi için uygun bir çözücünün seçilmesi çok önemlidir.
Üretim verimi, yanal boyut ve katman sayısı, kullanılan solventin tipine bağlı olarak önemli ölçüde değişebilir.
Ek olarak, BNNS'lerin fonksiyonel gruplarla modifiye edilmesi, solvent ve yığın BN arasındaki etkileşimi etkileyerek ürün kalitesini arttırabilir.
Günümüzde, çözelti eksfoliasyon yöntemleri, kontrol edilebilirliği artırmak için sıklıkla karışık çözücüler ve elektrik alanları veya mikrodalgalar kullanılarak gerçekleştirilmektedir.
Sıvı pul pul dökülme, büyük miktarlarda BNNS hazırlamak için etkili bir işlemdir.
Bununla birlikte, h-BN katmanlarının sayısını kontrol etmek çok zordur ve sonikasyon genellikle BNNS pullarının boyutunu azaltır.
Grafen ve ötesinin keşfi
Boron-azot kovalent bağlarından oluşan bor nitrür (BN), yaygın olarak bir refrakter malzeme olarak kullanılmıştır.
Sp2 karbon kafesine izoelektronik, BN genellikle karbon allotropları ile karşılaştırıldı.
BN'nin (c-BN) kübik formu elmas benzeri bir kristal düzenlemeye sahiptir ve h-BN'nin toplu kristali grafit kristaline benzer.
2-D h-BN tabakaları, Bor Nitrürler polimorfları arasında en kararlı ve yumuşak olanıdır ve h-BN'deki bağlanma, aromatik bileşiklerdekine benzerdir, ancak Bor Nitrürler, önemli ölçüde daha az kovalentlik ve daha yüksek iyonik karakter, Bor Nitrür'ü bunlardan biri yapar.
En iyi proton iletkenleri, aynı zamanda bir elektrik yalıtkanıdır.
Bor Nitrürlerin ısıl iletkenliği, tüm elektrik yalıtkanları arasında en yüksek olanıdır.
"Beyaz grafen" olarak da adlandırılan atomik olarak ince h-BN tabakaları, amonyak-borat gibi moleküler öncülerin kimyasal buhar biriktirme (CVD) ile sentezlenebilir.
Toplu h-BN'nin uygun koşullar altında eksfoliasyonu, rujlar ve dudak balsamları dahil ancak bunlarla sınırlı olmamak üzere, kaplamalar ve kozmetiklerdeki büyük ölçekli uygulamalar için de gösterilmiştir.
h-BN, Bor Nitrürlerin grafenle düşük kafes uyumsuzluğundan (%1.7) dolayı geniş alanlı grafen filmleri büyütmek için bir substrat olarak kullanılır.
H-BN'nin nano tabakaları, grafen ile karşılaştırıldığında mükemmel termal kararlılık, kimyasal eylemsizlik ve yüksek optik şeffaflık gösterir.
Elektronik olarak iletken grafenin aksine, h-BN katmanları π-elektronlarının olmaması nedeniyle yalıtkandır (bant aralığı ~6 eV) ve yangın geciktirici yetenekler gösterirler.
h-BN katmanları alışılmadık derecede yüksek proton iletim hızlarına sahiptir ve yüksek elektrik direnci ile birleştirildiğinde bunlar yakıt hücresi uygulamaları için faydalı olabilir.
Bu nedenle, h-BN gibi grafenin inorganik analogları, ayarlanabilir özelliklere sahip diğer elementlerin atomik katmanlarını keşfetmenin yolunu açmıştır ve bunlar, daha sonra açıklanacak olan geçiş metali dikalojenitlerini (TMD'ler) içerir.
Bor Nitrürün Gözenekli Materyalleri ve Nanomalzemeleri:
Bor nitrür (BN) seramikleri, kimyasal saldırılara ve erimiş metallere karşı dirençlidir, havada yüksek termal stabiliteye sahiptir ve yüksek sıcaklık potalarının imalatında yaygın olarak kullanılmaya uygun anizotropik termal iletkenliğe sahiptir.
BN, birden fazla faz olarak mevcut olabilir ve altıgen BN (hBN) fazı, oda sıcaklığında stabildir.
hBN, ısıya dayanıklı ve elektriksel olarak yalıtkan bir malzeme olarak yaygın olarak kullanılan düşük yoğunluklu fazdır.
hBN fazı 5,97 eV'lik bir doğrudan bant aralığına sahiptir ve verimli bir şekilde derin UV ışığı yayar.10,42,43 hBN, grafite göre yapısaldır ve kolay bölünme ve düşük sertlik gibi beklenen anizotropik mekanik özellikleri gösterir.
hBN, GaN ve AlN'den daha fazla kimyasal ve termal stabiliteye sahiptir ve bu da geniş bant aralıklı malzemeler olarak potansiyele sahiptir.
BN'nin diğer iki formu vardır: biri kübik çinko blende yapısına göre yapısal, diğeri ise altıgen ve wurtzite benzeri.
cBN ve wBN olarak adlandırılan iki form, yüksek basınçlarda ve sıcaklıklarda kararlıdır, ancak oda sıcaklığında yarı kararlı bir durumda bulunabilir.
Bir turbostratik faz, tBN de karakterize edilmiştir.
Bor Nitrür turbostratik karbon siyahına benzer olduğundan, bu yapı yarı kristallidir ve üçüncü boyutta sıralamadan yoksundur.
BN, oksit olmayan seramikler arasında en düşük yoğunluğu (2.26 g cm-1) sunar ve bu tür malzemelere gözenekliliğin eklenmesi, yüksek sıcaklıklı kompozitlere ve katalizör desteklerine fayda sağlayabilir.
Ayrıca, BN seramikleri, oksit seramikler için uygun olmayan aşındırıcı ortamlardaki uygulamalar için potansiyele sahiptir.
Sıralanabilen47 veya düzensiz olabilen gözenekli BN malzemeleri, en yaygın olarak karbon veya silika gibi sert şablonlar kullanılarak sentezlenir ve gözenekli BN malzemelerinin geliştirilmesi, sentetik tekniklerin daha da geliştirilmesini gerektirir.
Gözenekli BN, iyi kristalize edilmiş, düzenli taneli toz olarak polimerik öncülerden hazırlanmıştır.
Boyutları 24 ile 45 A arasında olan hBN kristalitlerinden oluşan mezogözenekli bir BN seramiği, sert bir şablon olarak kimyasal buhar biriktirme ve mezogözenekli silika kullanılarak sentezlenmiştir.
Gözenekli dokuda düşük sıralamaya sahip başka bir mezogözenekli hBN, karbon şablonlama kullanılarak sentezlenmiştir.
Zeolit Y'den (Faujasite) başlayan bir ortam olarak karbonlu bir şablon aracılığıyla bir çift nano döküm işlemi, bimodal mikro ve mezo gözenekliliğe ve 570 m2 g−1 yüzey alanına sahip amorf bir BN üretti.
Amorf yapı, zeolit gözenekleri içindeki nanometrik hapse atfedilir.
Bu sentetik süreç, kimyasal buhar biriktirme ve polimerik türevli seramik yolları birleştirmeyi içerir.
Yine başka bir çalışmada, yüzey aktif maddelerin varlığında bir polimerizasyon yöntemi kullanılarak mezo gözenekli BN elde edildi.
İlginç katodolüminesan davranışa sahip mezogözenekli tBN elde etmek için bir yöntem geliştirilmiştir.
BN'nin birçok sentetik tekniği, toksik ve pahalı olan boran bazlı moleküler öncüleri kullanır.
Bu başlangıç malzemelerinden kaçınmak için, amorf BN, B2O3'ün bir grafit potaya yerleştirilmesi, aktif karbon ile kaplanması ve bir azot akımı altında 1580 °C'de ısıtılmasıyla sentezlendi.
BxCyNz, Brunauer–Emmett–Teller (BET) yüzey alanı 167.8 m2 g-1 ve ortalama gözenek yarıçapı 3.216 nm olan saf BN üretmek için 600 °C'de havada daha fazla ısıl işleme tabi tutulur.
Mezogözenekli BN, moleküler bir BN öncüsü olan tri(metilamino)borazinin (MAB) bir katyonik yüzey aktif madde, setil-trimetilamonyum bromür (CTAB) çözeltisi içinde polimerizasyonu ile sentezlenebilir.
MAB, bir CTAB çözeltisine dahil edilir ve daha sonra bir jel ile sonuçlanan polikondenzasyon reaksiyonlarını indüklemek için 120 °C'de ısıtılır.
Çözücü vakumda elimine edilir ve 1000 °C'de amonyak ile seramizasyon gerçekleştirilir, ardından daha fazla ısıl işlem yapılır.
Ortaya çıkan BN malzemesi 800 m2 g-1 yüzey alanına ve 6.0 nm çapında gözeneklere ve 1600 °C'ye kadar korunan bir mezogözenekliliğe sahiptir.
Son 10 yılda 2.552 ile 25 nm51 arasında değişen gözenek çaplarına sahip BN bildirilmiştir.
Bor Nitrür Aşındırıcılar ve Aşındırıcı Aletler:
Bor nitrür (B4N), elektrik fırınlarında 1.800°C− 2.500°C (3.300°F-4.500°F) sıcaklıkta borik anhidrit ve saf düşük küllü karbon malzemeden sentezlenen kristal bir malzemedir.
Bor Nitrür sertliği yaklaşık 3.800 HV'dir ve Bor Nitrür gevşek taneler şeklinde iyi bir kesme kabiliyetine sahiptir.
Bununla birlikte, 430°C'lik (800°F) düşük oksidasyon sıcaklığı, taşlama taşları için bor nitrür kullanımını engeller.
Bor Nitrür, yalnızca sinterlenmiş karbür lepleme için pastalar şeklinde veya kumlama için kum olarak kullanılır.
Bor Nitrürün amorf formu (a-BN):
Bor nitrürün (a-BN) amorf formu kristal değildir ve Bor Nitrür atomlarının dizilişinde herhangi bir uzun mesafe düzenliliği yoktur.
Bor Nitrür, amorf karbona benzer.
Diğer tüm bor nitrür formları kristallidir.
Bor Nitrür'ün altıgen formu (h-BN):
En kararlı kristal form, h-BN, α-BN, g-BN ve grafit bor nitrür olarak da adlandırılan altıgen formdur.
Altıgen bor nitrür (nokta grubu = D6h; uzay grubu = P63/mmc) grafite benzer katmanlı bir yapıya sahiptir.
Her katmanda bor ve nitrojen atomları güçlü kovalent bağlarla bağlanırken, katmanlar zayıf van der Waals kuvvetleri tarafından bir arada tutulur.
Bununla birlikte, bu tabakaların ara katman "kayıtları", grafit için görülen modelden farklıdır, çünkü atomlar, nitrojen atomlarının üzerinde ve üstünde uzanan bor atomları ile tutulmuştur.
Bu kayıt, B-N bağlarının yerel polaritesinin yanı sıra ara katman N-verici/B-alıcı özelliklerini yansıtır.
Benzer şekilde, farklı şekilde istiflenmiş politiplerden oluşan birçok yarı kararlı form mevcuttur.
Bu nedenle, h-BN ve grafit çok yakın komşulardır ve malzeme, BNC'leri oluşturmak için bir ikame element olarak karbonu barındırabilir.
Karbonun bazı B ve N atomlarının yerini aldığı BC6N hibritleri sentezlenmiştir.
Bor Nitrürün kübik formu (c-BN):
Kübik bor nitrür, elmasınkine benzer bir kristal yapıya sahiptir.
Elmasın grafitten daha az kararlı olmasıyla tutarlı olarak, kübik form altıgen formdan daha az kararlıdır, ancak Bor Nitrür elmas için olduğu için ikisi arasındaki dönüşüm oranı oda sıcaklığında ihmal edilebilir.
Kübik form, elmasla aynı (sıralı B ve N atomlu) sfalerit kristal yapısına sahiptir ve ayrıca β-BN veya c-BN olarak da adlandırılır.
Bor Nitrür'ün würtzit formu (w-BN):
Bor nitrürün wurtzite formu (w-BN; nokta grubu = C6v; uzay grubu = P63mc), karbonun nadir bir altıgen polimorfu olan lonsdaleit ile aynı yapıya sahiptir.
Kübik formda olduğu gibi, bor ve nitrojen atomları tetrahedra olarak gruplandırılmıştır.
Wurtzite formunda bor ve nitrojen atomları 6 üyeli halkalar halinde gruplanmıştır.
Kübik formda tüm halkalar sandalye konfigürasyonundayken, w-BN'de 'katmanlar' arasındaki halkalar tekne konfigürasyonundadır.
Daha önceki iyimser raporlar, wurtzite formunun çok güçlü olduğunu tahmin ediyordu ve bir simülasyon tarafından potansiyel olarak elmastan %18 daha güçlü bir mukavemete sahip olduğu tahmin ediliyordu.
Doğada çok az miktarda mineral bulunduğundan, bu henüz deneysel olarak doğrulanmamıştır.
Son çalışmalar, w-BN sertliğini 46 GPa'da ölçtü; bu, ticari boridlerden biraz daha sert ama bor nitrürün kübik formundan daha yumuşaktı.
Bor Nitrürün Özellikleri:
Madde, kristal formda görünen ve genellikle grafitle karşılaştırılan altıgen yapılardan oluşur.
Bor Nitrür, her ikisi de bor nitrürün bilinen kimyasal ve ısı direncini koruyan düz bir kafes veya kübik bir yapı şeklinde olabilir.
Isı ve kimyasal direnç: Bileşik, 2.973°C'lik bir erime noktasına ve elmasın önemli ölçüde üzerinde bir termal genleşme katsayısına sahiptir.
Altıgen formu ortam havasında 1000°C'ye maruz kaldığında dahi ayrışmaya karşı dayanıklıdır.
Bor nitrür, yaygın asitlerde çözünmez.
Termal iletkenlik: 1700 ila 2000 W/mK'de bor nitrür, benzer şekilde altıgen kafesli bir bileşik olan ancak karbon atomlarından oluşan grafen ile karşılaştırılabilir bir termal iletkenliğe sahiptir.
Yağlama özelliği: Bor nitrür, aşınma potansiyelini azaltırken yağlama yağının sürtünme katsayısını artırma yeteneğine sahiptir.
Yoğunluk: Bor Nitrürlerin formuna bağlı olarak, Bor Nitrürlerin yoğunluğu 2,1 ila 3,5 g/cm3 arasında değişir.
Bor Nitrür Fiziksel:
h-BN'deki BN katmanlarının kısmen iyonik yapısı, kovalentlik ve elektriksel iletkenliği azaltırken, ara katman etkileşimi artarak h-BN'nin grafite göre daha yüksek sertliği ile sonuçlanır.
Altıgen-BN'de azaltılmış elektron delokalizasyonu ayrıca Bor Nitrürlerin renk yokluğu ve geniş bir bant aralığı ile gösterilir.
Bazal düzlemlerde (bor ve nitrojen atomlarının kovalent olarak bağlı olduğu düzlemler) güçlü kovalent ve aralarındaki zayıf bağ, h-BN'nin çoğu özelliğinde yüksek anizotropiye neden olur.
Örneğin, düzlemler içinde sertlik, elektriksel ve termal iletkenlik, onlara dik olandan çok daha yüksektir.
Aksine, c-BN ve w-BN'nin özellikleri daha homojen ve izotropiktir.
Bu malzemeler son derece serttir, toplu c-BN'nin sertliği elmastan biraz daha küçük ve w-BN'den bile daha yüksektir.
10 nm mertebesinde tane boyutlarına sahip polikristal c-BN'nin de elmasla karşılaştırılabilir veya daha yüksek Vickers sertliğine sahip olduğu bildirilmektedir.
Isıya ve geçiş metallerine karşı çok daha iyi stabilite nedeniyle c-BN, çelik işleme gibi mekanik uygulamalarda elmastan üstündür.
BN'nin termal iletkenliği, tüm elektrik yalıtkanlarının en yüksekleri arasındadır (tabloya bakın).
Bor nitrür, berilyum ile p-tipi ve bor, kükürt, silikon ile n-tipi katkılı veya karbon ve nitrojen ile birlikte katkılı olabilir.
Hem altıgen hem de kübik BN, UV bölgesine karşılık gelen bir bant aralığı enerjisine sahip geniş aralıklı yarı iletkenlerdir.
h-BN veya c-BN'ye voltaj uygulanırsa, Bor Nitrür 215-250 nm aralığında UV ışığı yayar ve bu nedenle potansiyel olarak ışık yayan diyotlar (LED'ler) veya lazerler olarak kullanılabilir.
Bor nitrürün erime davranışı hakkında çok az şey bilinmektedir.
Bor Nitrür, normal basınçta 2973 °C'de süblimleşir, nitrojen gazı ve bor açığa çıkarır, ancak yüksek basınçta erir.
Bor Nitrürün termal kararlılığı:
Altıgen ve kübik BN (ve muhtemelen w-BN) dikkate değer kimyasal ve termal kararlılık gösterir.
Örneğin, h-BN havada 1000 °C'ye, vakumda 1400 °C'ye ve inert bir atmosferde 2800 °C'ye kadar olan sıcaklıklarda bozunmaya karşı kararlıdır.
c-BN'nin termal kararlılığı aşağıdaki gibi özetlenebilir:
Havada veya oksijende: B2O3 koruyucu tabaka ~1300 °C'ye kadar daha fazla oksidasyonu önler; 1400 °C'de altıgen forma dönüşmez.
Azotta: 12 saat sonra 1525 °C'de h-BN'ye bir miktar dönüşüm.
Vakumda (10−5 Pa): 1550–1600 °C'de h-BN'ye dönüştürme.
Bor Nitrürün kimyasal stabilitesi:
Bor nitrür normal asitlerde çözünmez, ancak alkalin erimiş tuzlarda ve LiOH, KOH, NaOH-Na2CO3, NaNO3, Li3N, Mg3N2, Sr3N2, Ba3N2 veya Li3BN2 gibi nitrürlerde çözünür, bu nedenle BN'yi aşındırmak için kullanılır.
Bor Nitrürün termal iletkenliği:
Ayrıca, BNNR'lerdeki termal taşıma anizotropiktir.
Zigzag kenarlı BNNR'lerin termal iletkenliği, oda sıcaklığında koltuk kenarlı nanoribonlardan yaklaşık %20 daha büyüktür.
Bor Nitrürün Doğal Oluşumu:
2009'da Tibet'te kübik formda (c-BN) doğal olarak oluşan bir bor nitrür minerali rapor edildi ve qingsongite adı önerildi.
Madde, krom bakımından zengin kayaçlarda dağınık mikron boyutlu kapanımlarda bulundu.
2013 yılında Uluslararası Mineraloji Birliği, minerali ve adını onayladı.
Bor Nitrür Özellikleri ve Üretimi:
Bor nitrür (BN), havada borik asit veya bor oksit ve nitrojenin reaksiyonu ile sentetik olarak üretilir.
Bor nitrür kullanımları, iyi termal şok direnci, toksik olmama, yüksek termal iletkenlik, kimyasal inertlik vb. gibi Bor Nitrürlerin benzersiz özellikleri nedeniyle çok geniştir.
Bor Nitrür ayrıca çok yüksek bir erime noktasına (2.973°C) sahiptir.
BN, eşit sayıda bor ve nitrojene sahip, diğer atomik moleküllerden (karbon dioksit (CO) ve hidrojen klorür (HCI)) farklı özelliklere sahip olan, Bor Nitrür'ün karbonla çok ilgisi olan kimyasal bir bileşiktir.
Ve tıpkı karbon gibi, BN de Altıgen bor nitrür, kübik bor nitrür ve wurtzite bor nitrür olan kristal formlarda bulunur.
Bor Nitrür, farklı şekillere (çubuklar, çubuklar ve plakalar), farklı biçimlere (toz, katı-sıvı, aerosol sprey formları) uyarlanabilir ve dereceleri de değişiklik gösterir.
Bor nitrürün tüm kristal formları arasında en yaygın fazlar, grafit benzeri bir yapıya sahip olan altıgen bor nitrür (h-BN) ve elmas benzeri bir yapıya sahip olan kübik bor nitrürdür (c-BN).
Bor Nitrür Sentezi:
Altıgen BN'nin hazırlanması ve reaktivitesi
Bor nitrür sentetik olarak üretilir.
Altıgen bor nitrür, bor trioksit (B2O3) veya borik asidin (H3BO3) amonyak (NH3) veya üre (CO(NH2)2) ile nitrojen atmosferinde reaksiyona girmesiyle elde edilir:
B2O3 + 2 NH3 → 2 BN + 3 H2O (T = 900 °C)
B(OH)3 + NH3 → BN + 3 H2O (T = 900 °C)
B2O3 + CO(NH2)2 → 2 BN + CO2 + 2 H2O (T > 1000 °C)
B2O3 + 3 CaB6 + 10 N2 → 20 BN + 3 CaO (T > 1500 °C)
Ortaya çıkan düzensiz (amorf) bor nitrür, %92-95 BN ve %5-8 B2O3 içerir.
Kalan B2O3, >%98 BN konsantrasyonu elde etmek için > 1500 °C sıcaklıklarda ikinci bir adımda buharlaştırılabilir.
Bu tür bir tavlama aynı zamanda tavlama sıcaklığı ile artan kristalitlerin boyutu olan BN'yi de kristalleştirir.
BN parçaları, sonraki işleme ile sıcak presleme ile ucuza üretilebilir.
Parçalar, daha iyi sıkıştırılabilirlik için bor oksit eklenmiş bor nitrür tozlarından yapılmıştır.
İnce bor nitrür filmleri, bor triklorür ve nitrojen öncülerinden kimyasal buhar biriktirme yoluyla elde edilebilir.
Bor tozunun nitrojen plazmasında 5500 °C'de yakılması, yağlayıcılar ve tonerler için kullanılan ultra ince bor nitrür verir.
Bor nitrür, -30 °C'de trikloroflorometan içinde iyodin florür ile reaksiyona girerek düşük verimle son derece hassas bir kontak patlayıcı olan NI3 üretir.
Bor nitrür, nitridoborat bileşikleri oluşturmak için lityum nitrürleri, alkalin toprak metalleri ve lantanitlerle reaksiyona girer.
Örneğin:
Li3N + BN → Li3BN2
altıgen BN interkalasyonu
Grafite benzer şekilde, NH3 veya alkali metaller gibi çeşitli moleküller, Bor Nitrür katmanları arasına yerleştirilen altıgen Bor Nitrür içine eklenebilir.
Hem deney hem de teori, araya girmenin BN için grafitten çok daha zor olduğunu öne sürüyor.
Kübik BN'nin hazırlanması
c-BN sentezi, elmasla aynı yöntemleri kullanır: grafitten sentetik elmas üretilmesine benzer şekilde, altıgen bor nitrürün yüksek basınç ve sıcaklıkta işlenmesiyle kübik bor nitrür üretilir.
Hekzagonal bor nitrürün kübik forma doğrudan dönüşümü, 5 ila 18 GPa arasındaki basınçlarda ve 1730 ila 3230 °C arasındaki sıcaklıklarda gözlenmiştir, bu, doğrudan grafit-elmas dönüşümüne benzer parametrelerdir.
Az miktarda bor oksit ilavesi, gerekli basıncı 4-7 GPa'ya ve sıcaklığı 1500 °C'ye düşürebilir.
Elmas sentezinde olduğu gibi, dönüşüm basınçlarını ve sıcaklıklarını daha da azaltmak için, lityum, potasyum veya magnezyum gibi bir katalizör, bunların nitrürleri, floronitridleri, amonyum bileşikli su veya hidrazin eklenir.
Yine elmas büyümesinden ödünç alınan diğer endüstriyel sentez yöntemleri, bir sıcaklık gradyanında veya patlayıcı şok dalgasında kristal büyümesini kullanır.
Şok dalgası yöntemi, bor, karbon ve nitrojenden oluşan süper sert bir bileşik olan heterodiamond adı verilen malzemeyi üretmek için kullanılır.
Kübik bor nitrürün ince filmlerinin düşük basınçta biriktirilmesi mümkündür.
Elmas büyümesinde olduğu gibi, asıl sorun altıgen fazların (sırasıyla h-BN veya grafit) büyümesini bastırmaktır.
Elmas büyütmede bu hidrojen gazı eklenerek elde edilirken, c-BN için bor triflorür kullanılır.
İyon ışını biriktirme, plazma ile güçlendirilmiş kimyasal buhar biriktirme, darbeli lazer biriktirme, reaktif püskürtme ve diğer fiziksel buhar biriktirme yöntemleri de kullanılır.
Bor Nitrür üretim istatistikleri:
BN sentezi için kullanılan ham maddeler olan borik asit ve boron trioksit için üretim ve tüketim rakamları iyi bilinirken (bkz. bor), bor nitrür için karşılık gelen sayılar istatistiksel raporlarda listelenmemektedir.
1999 dünya üretimi için bir tahmin 300 ila 350 metrik tondur.
BN'nin başlıca üreticileri ve tüketicileri Amerika Birleşik Devletleri, Japonya, Çin ve Almanya'da bulunmaktadır.
2000 yılında, standart endüstriyel kalitede h-BN için fiyatlar yaklaşık 75-120$/kg arasında değişiyordu ve yüksek saflıktaki BN kaliteleri için yaklaşık 200-400$/kg'a kadar çıkıyordu.
Bor Nitrür Uygulamaları:
Bor Nitrür Kaplama
Altıgen bor nitrür süspansiyonu yüksek ısı iletkenliğine sahiptir.
Bor Nitrür, erimiş metallerle emprenye edilmez ve yüzey zaten sıcak olsa bile, koruma gerektiren yüzeye doğrudan uygulanabilir.
Bor Nitrür, yüksek sıcaklıklarda tutarlı kalır ve metallere, cama veya erimiş tuzlara karşı etkisizdir.
Bu sistem Bor Nitrür özelliklerinde benzersizdir ve Bor Nitrür'ü sıcak parçalar ve aletler için ideal bir yağlayıcı yapar.
Bor Nitrür, tüm çok sıcak malzemeler için bir kalıp ayırıcı ve etkili bir kaplamadır.
Bor Nitrür havada 800°C'ye ve soy gazda 1950°C'ye kadar etkili kalır ve Bor Nitrür'ü çok iyi bir kuru yağlayıcı yapar.
Boron Nitrides'in şaşırtıcı özellikleri ve kullanım kolaylığı, Boron Nitride'a "beyaz grafit" takma adını kazandırmıştır.
Bor Nitrür Kaplamanın Özellikleri:
Yüksek sıcaklıkta yağlayıcı (1950°C)
Yüksek sıcaklık ayırıcı
Metaller, seramikler, seramik elyaflar ve grafitler için koruyucu kaplama
Erimiş metallerin (alüminyum, magnezyum, çinko ve kurşun) dökümünü kolaylaştırır
Çok yüksek sıcaklıklarda pres aletlerinin kaymasını kolaylaştırır
Kolay ve evrensel kullanım için aerosol ambalaj
Bor nitrür (BN), yüksek sıcaklıklarda bir yarı iletken ve oda sıcaklığında bir yalıtımdır.
Bor Nitrür Kaplamanın Kullanımı:
Eritme veya kaynak çalışmalarından kaynaklanan tüm sıçramaları gidererek kaplanacak yüzeyleri temizleyin
Aerosolü iyice çalkalayın
Uygulama yapılacak yüzeyden yaklaşık 70 cm uzağa püskürtün
Spreyi yavaşça ve eşit şekilde hareket ettirin
İnce tabakalar halinde uygulayın; çok kalınlarsa kaplama çatlayabilir
Bor Nitrür, bir sonrakini uygulamadan önce her birinin kurumasını bekleyerek birkaç ince tabakayı kaplamak için tavsiye edilir.
Yüksek sıcaklıkta yağlayıcı: dökümhane kalıpları, conta teli çekme ve daha fazlası
Elektrik yalıtımı
Termal iletkenliği iyileştirmek için silikon ve reçine katkı maddesi
Ayırıcı (metalurji, metalizasyon endüstrisi, plastik enjeksiyon kalıpları ve daha fazlası)
Sinterleme ve diğer uygulamalar için koruyucu tabaka
Sürtünmeyi azaltmak ve kimyasal inertliği artırmak için kaplama
BN 1012, aerosol veya plastik şişede (5 ve 10 litre) mevcuttur.
Elektrik izolatörleri
Yüksek dielektrik kırılma mukavemeti ve hacim direncinin birleşimi, h-BN'nin bir elektrik yalıtkanı olarak kullanılmasına yol açar, ancak Bor Nitrürlerin yüksek sıcaklıklarda oksitlenme eğilimi genellikle Bor Nitrürlerin vakum ve atıl atmosfer çalışmasını kısıtlar.
Potalar ve reaksiyon kapları
Bor Nitrürlerin kimyasal inertliği, reaksiyon kapları için termokupl koruma kılıfları, potalar ve astarlar olarak uygulamaya yol açar, ancak yukarıdaki oksidasyondan kaçınılmalıdır.
Kalıplar ve buharlaşan tekneler
h-BN, dökme formda veya titanyumun cam şekillendirmede ve süper plastik şekillendirmede kullanılan refrakter kalıplar için kaplama olarak kullanılır.
Bor Nitrür ayrıca kompozit malzemelerde bir bileşen olarak kullanılır, örneğin metal buharlaştırma tekneleri için TiB2/BN kompozitleri ve sürekli çelik dökümünde kırılma halkaları için Si3N4/BN.
Sıcak izostatik presleme
Bor Nitrürlerin refrakterliği, Bor Nitrürün erimiş cam tarafından ıslatılmaması gerçeğiyle birleştiğinde h-BN'nin sıcak izostatik olarak preslenmiş (HIP'ed) malzeme, en dikkate değer seramiklerin üretiminde kullanılmasına neden olur.
Bu uygulamada, önceden oluşturulmuş parçalar, cam kapsülleme ve HIP'leme öncesinde h-BN ile kaplanır.
Bu, HIP'lenmiş parçanın camla gerçekten temas etmesini önler ve bu da Bor Nitrür'ün HIP'lemeden sonra çıkarılmasını kolaylaştırır.
Makine kesme aletleri ve aşındırıcılar
Özellikle düşük karbonlu demirli metallerle kullanım için kesici takımlar ve aşındırıcı bileşenler C-BN kullanılarak geliştirilmiştir.
Bu uygulamada takımlar polikristalin elmas takımlara benzer şekilde davranırlar ancak demir ve düşük karbonlu alaşımlarda reaksiyon riski olmadan kullanılabilirler.
Elektronik cihazlar için yüzeyler
C-BN, elde edilen yüksek termal iletkenliğin verimli ısı dağılımına izin verdiği yüksek yoğunluklu ve yüksek güçlü elektronik bileşenlerin montajı için alt tabakalar için kullanılır.
Aşınmaya dayanıklı kaplamalar
Bor Nitrürlerin yüksek sertliği ve mükemmel aşınma direnci özellikleri nedeniyle C-BN kaplamaları geliştirilmiştir.
Bor Nitrür Yağlayıcı:
Bor nitrürün altıgen formu boyalar, kozmetikler, kurşun kalem ve dişçilik uygulamaları için çimento için yağlayıcı olarak kullanılır.
Bor Nitrürlerin yağlama özelliği, bileşik katmanlar içinde gaz veya su moleküllerinin yokluğunda bile meydana gelir, böylece Bor Nitrür, vakum sistemleri için iyi bir bileşen haline gelir.
Grafit ile karşılaştırıldığında, BN önemli ölçüde daha iyi kimyasal stabiliteye ve elektriksel iletkenliğe sahiptir.
Yüksek ısılı ortamlardaki ekipman
Bor Nitrürlerin ısıya karşı olağanüstü direnci, bileşiği son derece yüksek sıcaklıklar içeren çok çeşitli uygulamalara verir.
Altıgen bor nitrür, kauçuk, plastik, alaşımlar ve seramiklerin yağlama özelliklerini geliştirmek için kullanılmaktadır.
Plastikler söz konusu olduğunda, bir BN bileşeninin dahil edilmesi daha düşük termal genleşme sağlar.
Bor Nitrür, yarı iletken alt tabakalara ve mikrodalga fırın pencerelerine de entegre edilebilir.
Bor nitrür, Bor Nitrürlerin termokimyasal özelliklerinden dolayı reaksiyon kaplarının ve potaların etkili bir bileşenidir.
Yarı iletken endüstrisi
4.5 ila 6.4 eV arasında değişen bir bant aralığı ile bor nitrür, mükemmel bir geniş aralıklı yarı iletken malzemedir.
Bor Nitrürlerin içsel termal ve dielektrik özellikleri, Bor Nitrürü metal oksit-yarı iletken alan etkili transistörler (MOSFET'ler) ve yarı iletkenler geliştirmede uygun bir alt tabaka haline getirir.
Aşındırıcı ve kesici aletler
Kübik bor nitrürün fiziksel özelliklerinden dolayı bu polimorf, elmasın uygun olmadığı durumlarda (örneğin aşırı ısı altında) nikel, demir ve seçilmiş alaşımlar için aşındırıcı malzeme olarak kullanılır.
Bor Nitrürler kübik BN formu, kesici takım uçlarına ve taşlama ekipmanlarına dahil edilmiştir.
Altıgen BN
Altıgen BN (h-BN) en yaygın kullanılan polimorftur.
Bor Nitrür hem düşük hem de yüksek sıcaklıklarda (oksitleyici bir atmosferde bile 900 °C'ye kadar) iyi bir yağlayıcıdır.
h-BN yağlayıcı, grafitin (alternatif yağlayıcı) elektriksel iletkenliği veya kimyasal reaktivitesi sorunlu olduğunda özellikle yararlıdır.
Grafitin oksitlenip karbon çamuruna dönüşebildiği içten yanmalı motorlarda, Bor Nitrürlü h-BN motor yağına üstün termal kararlılık eklenebilir, ancak tüm nano-parçacık süspansiyonlarında Brownian-hareket oturması önemli bir sorundur ve Yerleşim, motor yağı filtrelerini tıkayabilir, bu da bir içten yanmalı motorda katı yağlayıcı uygulamasını yalnızca motorun yeniden inşasının yaygın bir uygulama olduğu otomotiv yarış ayarlarıyla sınırlayabilir.
Karbon, özelliklerin bozulmasına yol açabilecek bazı alaşımlarda (çelik gibi) kayda değer bir çözünürlüğe sahip olduğundan, BN genellikle yüksek sıcaklık ve/veya yüksek basınç uygulamaları için üstündür.
h-BN'nin grafite göre bir diğer avantajı, Bor Nitrürlerin kayganlığının katmanlar arasında su veya gaz molekülleri tutmasını gerektirmemesidir.
Bu nedenle h-BN yağlayıcıları, örneğin uzay uygulamalarında, vakumda bile kullanılabilir.
İnce taneli h-BN'nin yağlama özellikleri kozmetikte, boyalarda, diş çimentolarında ve kurşun kalem uçlarında kullanılır.
Altıgen BN ilk olarak 1940'larda Japonya'da kozmetikte kullanıldı.
Ancak, Bor Nitrürlerin yüksek fiyatı nedeniyle, h-BN bu uygulama için kısa sürede terk edildi.
Bor Nitrür kullanımı 1990'ların sonunda h-BN üretim süreçleri optimizasyonu ile yeniden canlandırıldı ve şu anda h-BN, fondöten, makyaj, göz farı, allık, sürme kalem, ruj ve kozmetik ürünlerinin neredeyse tüm önde gelen üreticileri tarafından kullanılıyor.
Bor Nitrürlerin mükemmel termal ve kimyasal stabilitesi nedeniyle, bor nitrür seramikleri geleneksel olarak yüksek sıcaklık ekipmanlarının parçaları olarak kullanılır.
h-BN seramiklere, alaşımlara, reçinelere, plastiklere, kauçuklara ve diğer malzemelere kendi kendini yağlama özellikleri kazandırarak dahil edilebilir.
Bu tür malzemeler, örneğin yatakların yapımı ve çelik üretimi için uygundur.
BN ile doldurulmuş plastikler daha az termal genleşmenin yanı sıra daha yüksek termal iletkenliğe ve elektrik direncine sahiptir.
Bor Nitrürlerin mükemmel dielektrik ve termal özellikleri nedeniyle BN, elektronikte, örneğin yarı iletkenler için bir alt tabaka, mikrodalga şeffaf pencereler, termal macunlarda ısı iletken ancak elektriksel olarak yalıtkan bir dolgu maddesi olarak ve contalar için yapısal bir malzeme olarak kullanılır.
Birçok kuantum cihazı, substrat malzemesi olarak çok katmanlı h-BN kullanır.
Bor Nitrür, dirençli rastgele erişimli belleklerde bir dielektrik olarak da kullanılabilir.
Altıgen BN, kserografik işlemde ve lazer yazıcılarda fotoğraf tamburunun şarj sızıntısı bariyer tabakası olarak kullanılır.
Otomotiv endüstrisinde, yakıt akışını ayarlamak için geri bildirim sağlayan oksijen sensörlerini kapatmak için bir bağlayıcı (bor oksit) ile karıştırılmış h-BN kullanılır.
Bağlayıcı, h-BN'nin benzersiz sıcaklık kararlılığını ve yalıtım özelliklerini kullanır.
Parçalar, dört ticari sınıf h-BN'den sıcak presleme ile yapılabilir.
HBN sınıfı bir bor oksit bağlayıcı içerir; Bor Nitrür oksitleyici atmosferde 550–850 °C'ye kadar ve vakumda 1600 °C'ye kadar kullanılabilir ancak bor oksit içeriği nedeniyle suya duyarlıdır.
Grade HBR, bir kalsiyum borat bağlayıcı kullanır ve 1600 °C'de kullanılabilir.
HBC ve HBT kaliteleri bağlayıcı içermez ve 3000 °C'ye kadar kullanılabilir.
Bor nitrür nano tabakaları (h-BN), borazinin yaklaşık 10 cm2'ye kadar olan alanlarda kimyasal buhar biriktirme düzeneğinde ~1100 °C sıcaklıkta katalitik ayrışmasıyla biriktirilebilir.
Altıgen atomik yapıları, grafen ile küçük kafes uyumsuzluğu (~%2) ve yüksek tekdüzelik nedeniyle, grafen tabanlı cihazlar için substrat olarak kullanılırlar.
BN nanosheets ayrıca mükemmel proton iletkenleridir.
Yüksek elektrik direnci ile birlikte yüksek proton taşıma hızları, yakıt hücrelerinde ve su elektrolizinde uygulamalara yol açabilir.
BN, 2000'li yılların ortalarından beri, genellikle "moly" olarak adlandırılan molibden disülfür kaplamaya alternatif olarak hassas hedef tüfek uygulamalarında mermi ve delik yağlayıcı olarak kullanılmaktadır.
Bor Nitrür'ün etkili namlu ömrünü arttırdığı, namlu temizleme arasındaki aralıkları arttırdığı ve temiz namlu ilk atışları ile sonraki atışlar arasındaki darbe noktasındaki sapmayı azalttığı iddia edilmektedir.
Bor Nitrür Kübik BN:
Kübik bor nitrür (CBN veya c-BN), aşındırıcı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.
Bor Nitrürlerin kullanışlılığı, Bor Nitrürlerin yüksek sıcaklıklarda demir, nikel ve ilgili alaşımlarda çözünmemesinden kaynaklanırken, elmas bu metallerde çözünür.
Bu nedenle çeliği işlemek için polikristal c-BN (PCBN) aşındırıcılar kullanılırken, alüminyum alaşımları, seramikler ve taş için elmas aşındırıcılar tercih edilir.
BN, yüksek sıcaklıklarda oksijenle temas ettiğinde, bor oksitten oluşan bir pasivasyon tabakası oluşturur.
Bor nitrür, metal borürler veya nitrürlerin ara katmanlarının oluşumu nedeniyle metallerle iyi bir şekilde bağlanır.
Kübik bor nitrür kristalleri olan malzemeler genellikle kesici takımların takım uçlarında kullanılır.
Taşlama uygulamaları için reçine, gözenekli seramikler ve yumuşak metaller gibi daha yumuşak bağlayıcılar kullanılır.
Seramik bağlayıcılar da kullanılabilir.
Elmasın aksine, büyük c-BN topakları, BN bozunma sıcaklığının biraz altındaki sıcaklıklarda azot akışında c-BN tozlarının tavlanmasından oluşan basit bir işlemle (sinterleme olarak adlandırılır) üretilebilir.
c-BN ve h-BN tozlarının bu kaynaşma yeteneği, büyük BN parçalarının ucuza üretilmesini sağlar.
Elmasa benzer şekilde, c-BN'deki en yüksek termal iletkenlik ve elektrik direnci kombinasyonu, ısı yayıcılar için idealdir.
Kübik bor nitrür hafif atomlardan oluştuğundan ve kimyasal ve mekanik olarak çok sağlam olduğundan, Bor Nitrür X-ışını membranları için popüler malzemelerden biridir: düşük kütle küçük X-ışını absorpsiyonu ile sonuçlanır ve iyi mekanik özellikler ince zarların kullanımına izin verir, böylece emilimi daha da azaltır.
Bor Nitrürün Amorf BN'si:
Amorf bor nitrür (a-BN) katmanları bazı yarı iletken cihazlarda, örneğin MOSFET'lerde kullanılır.
Trikloroborazinin sezyum ile kimyasal ayrışması veya termal kimyasal buhar biriktirme yöntemleri ile hazırlanabilirler.
Termal CVD, h-BN katmanlarının biriktirilmesi için veya yüksek sıcaklıklarda c-BN için de kullanılabilir.
Bor nitrürün diğer formları
Atomik olarak ince bor nitrür
Altıgen bor nitrür, mono veya birkaç atomik katman tabakalarına eksfoliye edilebilir.
Bor Nitrürlerin grafene benzer yapısı nedeniyle, atomik olarak ince bor nitrür bazen beyaz grafen olarak adlandırılır.
Bor Nitrürün mekanik özellikleri:
Atomik olarak ince bor nitrür, elektriksel olarak en güçlü yalıtkan malzemelerden biridir.
Tek tabakalı bor nitrür, ortalama 0.865TPa Young modülüne ve 70.5GPa kırılma mukavemetine sahiptir ve artan kalınlıkla mukavemeti önemli ölçüde azalan grafenin aksine, birkaç tabakalı bor nitrür tabakaları, tek tabakalı bor nitrürünkine benzer bir mukavemete sahiptir.
Bor Nitrürün termal iletkenliği:
Atomik olarak ince bor nitrür, yarı iletkenler ve elektrik yalıtkanları arasında en yüksek termal iletkenlik katsayılarından birine sahiptir (oda sıcaklığında 751 W/mK) ve Bor Nitrürlerin termal iletkenliği, daha az katman içi bağlantı nedeniyle azaltılmış kalınlıkla artar.
Bor Nitrürün termal kararlılığı:
Grafenin hava stabilitesi açık bir kalınlık bağımlılığı gösterir: tek tabakalı grafen 250 °C'de oksijene reaktiftir, 300 °C'de kuvvetli katkılıdır ve 450 °C'de dağlanır; aksine, dökme grafit 800 °C'ye kadar oksitlenmez.
Atomik olarak ince bor nitrür, grafenden çok daha iyi oksidasyon direncine sahiptir.
Tek tabakalı bor nitrür 700 °C'ye kadar oksitlenmez ve havada 850 °C'ye kadar dayanabilir; iki katmanlı ve üç katmanlı bor nitrür nano tabakaları biraz daha yüksek oksidasyon başlangıç sıcaklıklarına sahiptir.
Mükemmel termal kararlılık, gaz ve sıvıya karşı yüksek geçirimsizlik ve elektrik yalıtımı, metallerin ve siyah fosfor gibi diğer iki boyutlu (2D) malzemelerin yüzey oksidasyonunu ve korozyonunu önlemek için atomik olarak ince bor nitrür potansiyel kaplama malzemeleri yapar.
Bor Nitrürün daha iyi yüzey adsorpsiyonu:
Atomik olarak ince bor nitrürün, yığın altıgen bor nitrürden daha iyi yüzey adsorpsiyon yeteneklerine sahip olduğu bulunmuştur.
Teorik ve deneysel çalışmalara göre, bir adsorban olarak atomik olarak ince bor nitrür, moleküllerin yüzey adsorpsiyonu üzerine konformasyonel değişiklikler yaşar, bu da adsorpsiyon enerjisini ve verimini arttırır.
BN nanosheetlerinin atom kalınlığının, yüksek esnekliğin, daha güçlü yüzey adsorpsiyon kabiliyetinin, elektriksel yalıtımın, geçirimsizliğin, yüksek termal ve kimyasal kararlılığının sinerjik etkisi, Raman hassasiyetini iki sıraya kadar artırabilir ve bu arada uzun vadeli kararlılık elde edebilir ve diğer malzemelerle elde edilemeyen olağanüstü yeniden kullanılabilirlik sağlar.
Bor Nitrürün dielektrik özellikleri:
Atomik olarak ince altıgen bor nitrür, grafen, molibden disülfür (MoS2) ve diğer birçok 2D malzeme tabanlı elektronik ve fotonik cihaz için mükemmel bir dielektrik substrattır.
Elektriksel kuvvet mikroskobu (EFM) çalışmaları ile gösterildiği gibi, atomik olarak ince bor nitrürdeki elektrik alan taraması, birinci ilkeler tarafından ortaya konan birkaç katmanlı bor nitrür içindeki elektrik alanının düzgün bozunması ile uyumlu olan, kalınlığa zayıf bir bağımlılık gösterir.
Bor Nitrürün Raman özellikleri:
Raman spektroskopisi, çeşitli 2D malzemeleri incelemek için yararlı bir araç olmuştur ve yüksek kaliteli atomik olarak ince bor nitrürün Raman imzası ilk olarak Gorbaçov ve diğerleri tarafından rapor edilmiştir.
Ancak, tek tabakalı bor nitrürün rapor edilen iki Raman sonucu birbiriyle aynı fikirde değildi.
Bu nedenle atomik olarak ince bor nitrürün içsel Raman spektrumunu ortaya çıkarmak için sistematik deneysel ve teorik çalışmalar yürütülmüştür.
Bor Nitrür, bir substrat ile etkileşime girmeden atomik olarak ince Bor Nitrürün, toplu altıgen Bor Nitrürünkine benzer bir G bant frekansına sahip olduğunu, ancak substrat tarafından indüklenen suşun Raman kaymalarına neden olabileceğini ortaya koymaktadır.
Bununla birlikte, atomik olarak ince bor nitrürün G bandının Raman yoğunluğu, tabaka kalınlığını ve numune kalitesini tahmin etmek için kullanılabilir.
Bor nitrür, yalnızca vakum, hava ve bazı sıvılar altında ayrışmaya karşı kararlı olmakla kalmaz, aynı zamanda 800 °C'ye kadar sıcaklıklara kadar stabildir.
Ek olarak, Bor Nitrür, nanomesh gözeneklerine benzer boyutlara sahip molekülleri ve metalik kümeleri yakalayarak iyi düzenlenmiş bir dizi oluşturma konusunda olağanüstü bir yetenek gösterir.
Bu özellikler, kataliz, yüzey işlevselleştirme, spintronik, kuantum hesaplama ve sabit diskler gibi veri depolama ortamları gibi alanlarda nano ağın ilginç uygulamalarını vaat ediyor.
Bor nitrür nanotüpler
Bor nitrür tübülleri ilk olarak 1989 yılında Shore ve Dolan tarafından yapılmıştır.
1989 çalışması aynı zamanda B-trikloroborazin ve sezyum metali ile amorf BN'nin ilk preparasyonuydu.
Bor nitrür nanotüpler 1994 yılında tahmin edilmiş ve 1995 yılında deneysel olarak keşfedilmiştir.
Sarılmış bir h-bor nitrür tabakası olarak hayal edilebilirler.
Yapısal olarak, Bor Nitrür karbon nanotüpün yakın bir analogudur, yani karbon atomlarının dönüşümlü olarak nitrojen ve bor atomları ile ikame edilmesi dışında, birkaç ila yüz nanometre çapında ve birçok mikrometre uzunluğunda uzun bir silindirdir.
Bununla birlikte, BN nanotüplerin özellikleri çok farklıdır: karbon nanotüpler yuvarlanma yönüne ve yarıçapına bağlı olarak metalik veya yarı iletken olabilirken, bir BN nanotüp ~5.5 eV bant aralığına sahip bir elektrik yalıtkanıdır, temelde tüp kiralitesinden ve morfolojisinden bağımsızdır.
Ek olarak, katmanlı bir BN yapısı, grafit karbon yapısına göre termal ve kimyasal olarak çok daha kararlıdır.
Bor nitrür aerojel
Bor nitrür aerojel, oldukça gözenekli BN'den yapılmış bir aerojeldir.
Bor Nitrür tipik olarak deforme olmuş BN nanotüpler ve nano tabakaların bir karışımından oluşur.
Bor Nitrür 0,6 mg/cm3 kadar düşük bir yoğunluğa ve 1050 m2/g kadar yüksek bir spesifik yüzey alanına sahip olabilir ve bu nedenle emici, katalizör destek ve gaz depolama ortamı olarak potansiyel uygulamalara sahiptir.
BN aerojelleri oldukça hidrofobiktir ve ağırlıklarının 160 katına kadar yağ emebilir.
1200 °C'ye kadar sıcaklıklarda havada oksidasyona karşı dirençlidirler ve bu nedenle emilen yağ alevle yakıldıktan sonra tekrar kullanılabilirler.
BN aerojelleri, besleme gazı olarak borazin kullanılarak şablon destekli kimyasal buhar biriktirme ile hazırlanabilir.
BN içeren kompozitler
Silikon nitrür seramiklere bor nitrür ilavesi, elde edilen malzemenin termal şok direncini iyileştirir.
Aynı amaçla, silikon nitrür-alümina ve titanyum nitrür-alümina seramiklerine de BN eklenir.
BN ile güçlendirilen diğer malzemeler arasında alümina ve zirkonya, borosilikat camlar, cam seramikler, emayeler ve titanyum borür-bor nitrür, titanyum borür-alüminyum nitrür-bor nitrür ve silikon karbür-bor nitrür bileşimli kompozit seramikler bulunur.
Bor Nitrürün sağlık sorunları:
Bor nitrürün (Si3N4, NbN ve BNC ile birlikte) zayıf fibrojenik aktivite gösterdiği ve partikül şeklinde solunduğunda pnömokonyoza neden olduğu rapor edilmiştir.
Ametallerin nitrürleri için önerilen maksimum konsantrasyon BN için 10 mg/m3 ve AlN veya ZrN için 4'tür.
Bor Nitrür Tanımlayıcıları:
CAS Numarası: 10043-11-5
chebi: chebi:50883
ECHA Bilgi Kartı: 100.030.111
EC Numarası: 233-136-6
Gmelin Referansı: 216
MeSH: Elbor
RTECS numarası: ED780000
UNII: 2U4T60A6YD
CompTox Kontrol Paneli (EPA): DTXSID5051498
InChI:
InChI=1S/BN/c1-2
Anahtar: PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N
InChI=1S/B2N2/c1-3-2-4-1
Anahtar: AMPXHBZZESCUCE-UHFFFAOYSA-N
InChI=1S/B3N3/c1-4-2-6-3-5-1
Anahtar: WHDCVGLBMWOYDC-UHFFFAOYSA-N
InChI=1/BN/c1-2
Key: PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYAL
Smiles:
Altıgen (grafit) yapı: [BH-]1=[nH+][B-]2=[nH+][BH-]=[n+]3[BH-]=[nH+][B-]4=[nH+] [BH-]=[n+]5[BH-]=[nH+][B-]6=[nH+][BH-]=[n+]1[B-]7=[n+]2[B-]3 =[n+]4[B-]5=[n+]67
Sfalerit yapısı: [NH+]12[B-][NH+]3[B-][NH+]([BH-]14)[BH-]1[N+]5([BH-]38)[B-]26 [NH+]2[BH-]([N+]4)[NH+]1[B-][NH+]3[BH-]2[N+][BH-]([NH+]6[BH-]([NH+] ])[NH+]68)[NH+]([B-]6)[BH-]35
Wurtzite yapısı: [N+]7[BH-]2[N+][BH-]3[NH+]8[BH-]4[N+][BH-]5[N+][B-]78[N+]90[ B-][NH+]5[B-][NH+]4[BH-]9[NH+]3[B-][NH+]2[B-]0
Molekül Ağırlığı: 24.82
Görünüm: katı
Erime Noktası: 2527 °C
Kaynama Noktası: Yok
Yoğunluk: 1,9 - 2,1 g/cm3
Gerçek Yoğunluk: 2,29 g/cm3
Boyut Aralığı: Yok
Ortalama Parçacık Boyutu: 10 - 100 nm
Özgül Yüzey Alanı: 10 – 75 m2/g
Morfoloji: Kübik veya altıgen
H2O'da Çözünürlük: Yok
Kristal Fazı / Yapısı: Yok
Elektriksel Direnç: 13 ila 15 10x Ω-m
Poisson Oranı: 0.11
Özgül Isı: 840 - 1610 J/kg-K
Termal İletkenlik: 29 - 96 W/mK
Termal Genleşme: 0,54 - 18 µm/mK
Young Modülü: 14 ila 60 GPa
Bor Nitrürün Özellikleri:
Molekül Ağırlığı: .82
Hidrojen Bağ Donör Sayısı:
Hidrojen Bağ Alıcı Sayısı: 1
Dönebilen Bağ Sayısı: 0
Tam Kütle: 25.0123792
Monoizotopik Kütle: 25.0123792
Topolojik Polar Yüzey Alanı: 23.8 Å ²
Ağır Atom Sayısı: 2
Karmaşıklık: 10
İzotop Atom Sayısı: 0
Tanımlı Atom Stereocenter Sayısı: 0
Tanımsız Atom Stereocenter Sayısı: 0
Tanımlı Bond Stereocenter Sayısı: 0
Tanımsız Bond Stereocenter Sayısı: 0
Kovalent Bağlı Birim Sayısı: 1
Bileşik Kanonikleştirildi: Evet
Kimyasal formül: BN
Molar kütle: 24.82 g/mol
Görünüm: Renksiz kristaller
Yoğunluk: 2,1 g/cm3 (h-BN); 3,45 g/cm3 (c-BN)
Erime noktası: 2,973 °C (5,383 °F; 3,246 K) süblimleşir (c-BN)
Suda çözünürlük: Çözünmez
Elektron hareketliliği: 200 cm2/(V·s) (c-BN)
Kırılma indeksi (nD): 1.8 (h-BN); 2.1 (c-BN)
Bor Nitrürün Yapısı:
Bor nitrür, bor ve nitrojen atomlarının düzenlenmesinde farklılık gösteren ve malzemenin değişen yığın özelliklerine yol açan çok sayıda formda bulunur.
Bor Nitrürün kristal yapısı:
Altıgen, sfalerit, wurtzite
Bor Nitrür Termokimyası:
Isı kapasitesi (C): 19,7 J/(K·mol)
Std molar entropi (So298): 14.8 J/K mol
Std entalpi oluşumu (ΔfH ⦵ 298): -254.4 kJ/mol
Gibbs serbest enerjisi (ΔfG˚): -228.4 kJ/mol
Bor Nitrür İsimleri:
Bor Nitrürün IUPAC adı:
Bor nitrür
Bor Nitrür Eş Anlamlıları:
Bor nitrür
10043-11-5
Elbor
azanilidyneboran
Bor nitrür (BN)
Denka bor nitrür GP
Bor Nitrür Nanotüpler
MFCD00011317
BN
borazon
Elboron
kubonit
Bor Nitrür dispersiyonu
Würzin
Bor nitrür, düşük bağlayıcı
Geksanit R
heksanit R
bor mononitrit
Heksanit R
süper güçlü M
Kubonit KR
Altıgen bor nitrür mürekkebi
Elbor R
Denka GP
Elbor RM
Şo BN
UHP-Ex
Sho BN HPS
SP 1 (Nitrür)
BN 40SHP
KBN-H10
Elbor LO 10B1-100
BZN 550
EINECS 233-136-6
UNII-2U4T60A6YD
Bornitrid
nitrür deliği
nitruro de boro
Nano Bor Nitrür
bor nitrür macunu
Bor Nitrür Nanotoz
Bor Nitrür Mikrotoz
Bor Nitrür NanoBarbs?
Bor Nitrür Nanopartiküller
EC 233-136-6
Altıgen Bor Nitrür Tozu
[BN]
2U4T60A6YD
Bor Nitrür Püskürtme Hedefi
DTXSID5051498
Nano Bor Nitrür Nanopartiküller
CHEBI:50883
Bor Nitrür Tozu, %99 Nano
Bor Nitrür Nanotüplerin Özellikleri
Bor Nitrür Nanopartikül Dispersiyonu
AKOS015833702
Bor nitrür BN GRADE C (H?gan?lar)
Bor nitrür, Aerosol Refrakter Boya
Bor nitrür, toz, ~1 mum, %98
Bor nitrür BN GRADE A 01 (H?gan?lar)
Bor nitrür BN GRADE B 50 (H?gan?lar)
Bor nitrür BN GRADE F 15 (Hagan?lar)
FT-0623177
Y1456
Bor Nitrür Nanotüpler (B) Bambu yapısı
LUBRİFORM? Bor Nitrür BN 10 (Hagan?lar)
LUBRİFORM? Bor Nitrür BN 15 (Hagan?lar)
Bor Nitrür (hBN) Aerosol Sprey (13 Oz/369g)
Bor Nitrür Nanotüpler (C) Silindirik yapı
Q410193
Bor nitrür, Refrakter Fırçalanabilir Boya, BN %10
Bor nitrür, Refrakter Fırçalanabilir Boya, BN %31
J-000130
Bor nitrür, nanoplatelet, yan boyutlar <5 mu
Tantal Molibden (Ta-Mo) Alaşım Püskürtme Hedefleri
Bor Nitrür Çubuk,Çap (mm), 12.7,Uzunluk (mm), 300
Bor Nitrür Çubuk,Çap (mm), 6.4,Uzunluk (mm), 300
Bor nitrür, ERM(R) sertifikalı Referans Malzeme, toz
Bor Nitrür Bar,Uzunluk (mm), 300,Genişlik (mm), 12,7,Yükseklik (mm), 12,7
Bor Nitrür Bar,Uzunluk (mm), 300,Genişlik (mm), 6,4,Yükseklik (mm), 6,4
Bor Nitrür Dikdörtgen Plaka,Uzunluk (mm), 125,Genişlik (mm), 125,Kalın (mm), 12.7
Bor Nitrür Dikdörtgen Plaka,Uzunluk (mm), 125,Genişlik (mm), 125,Kalın (mm), 6.4
Bor nitrür püskürtme hedefi, 76,2 mm (3,0 inç) çap x 3,18 mm (0,125 inç) kalınlık
Bor nitrür, nanotoz, <150 nm ort. Bölüm. boyut (BET), %99 eser metal bazında
Bor nitrür
10043-11-5 [RN]
158535-02-5 [RN]
174847-14-4 [RN]
Boran, nitrilo- [ACD/Dizin Adı]
Bor nitrür (B12N12)
Bor nitrür (B3N3)
Nitriloboran [Almanca] [ACD/IUPAC Adı]
Nitriloboran [ACD/IUPAC Adı]
Nitriloborane [Fransızca] [ACD/IUPAC Adı]
165390-92-1 [RN]
233-136-6 [EINECS]
54824-38-3 [RN]
56939-87-8 [RN]
58799-13-6 [RN]
60569-72-4 [RN]
69495-08-5 [RN]
78666-05-4 [RN]
azanilidyneboran
BN 40SHP
BNNT
borazon
Bornitrid
bor mononitrit
Bor nitrür (BN)
Bor nitrür BN GRADE A 01 (Höganäs)
Bor nitrür BN GRADE B 50 (Höganäs)
Bor nitrür BN GRADE C (Höganäs)
Bor nitrür BN GRADE F 15 (Höganäs)
Bor Nitrür dispersiyonu
Bor Nitrür NanoBarbsâ„¢
Bor Nitrür Nanotüpler
bor nitrür macunu
Bor Nitrür Tozu, %99 Nano
bor nitrit
Bor nitrür
Denka bor nitrür GP
Denka GP
Elbor
Elbor LO 10B1-100
Elbor R
Elbor RM
Elboron
Geksanit R
Altıgen bor nitrür mürekkebi
Heksanit R
heksanit R
https://www.ebi.ac.uk/chebi/searchId.do?chebiId=CHEBI:50883
KBN-H10
kubonit
Kubonit KR
MFCD00011317 [MDL numarası]
Çok duvarlı bor nitrür nanotüpler
nitrür deliği
nitruro de boro
Şo BN
Sho BN HPS
SP 1
SP 1 (Nitrür)
süper güçlü M
UHP-Ex
Würzin
Bor Nitrür MeSH:
Bor nitrür
dirsek